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运动频率更高的高性能摩擦电纳米发电机的运动学设计
Nano Energy ( IF 16.8 ) Pub Date : 2016-01-14 02:08:34 Wook Kim, Hee Jae Hwang, Divij Bhatia, Younghoon Lee, Jung Min Baik, Dukhyun Choi
Nano Energy ( IF 16.8 ) Pub Date : 2016-01-14 02:08:34 Wook Kim, Hee Jae Hwang, Divij Bhatia, Younghoon Lee, Jung Min Baik, Dukhyun Choi
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摩擦电纳米发电机(TENGs)可以收集各种环境能量,包括声音,波浪,风和人体运动,但是尽管TENGs具有很高的功率转换效率(PCE),但低输入能量通常会产生低输出功率。在这项研究中,我们报告了TENG的运动学设计,以改善PCE。通过在TENG系统中采用齿轮系,工作齿轮处的频率(f w)可以大于该频率(f in)在输入齿轮上。最后,可以提高具有较高工作频率的TENG的输出能量,从而提供增强的PCE。通过控制齿轮比(即1、1.7和5),我们研究了基于齿轮的TENG系统在1.5、3和4.5Hz输入频率下的输出性能。在输入频率下,基于齿轮的TENG系统的输出电压和电流分别提高了3.6倍和4.4倍。分析表明,在1.5Hz的输入频率下,齿轮比为5时,PCE可以提高7.57倍。为了清楚地了解基于齿轮的TENG系统的性能改进,我们使用了TENG系统通过整流输出电压为电容器充电。在4.5Hz的输入频率下,我们以5的齿轮比获得了3倍的增强整流电压。有趣的是,使用我们的TENG系统,电容器的充电电压提高了约8倍。这归因于我们基于齿轮的TENG系统可以同时提高输出功率的大小和发电时间,从而最终提高输出能量。因此,我们基于齿轮的TENG系统提供了一种有效的方法来增强在给定输入能量下运行的TENG的PCE。
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更新日期:2016-01-14
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